JPS5895765A - 磁気ブラシ現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、磁気ブラシ現像装置、特にトナーとａｌ’
ＰＩキャリアを含む現像粉を使用して、感光体または誘
電体のような潜像保持体上の静電潜像を現像するための
装置に関する。

周知のように、軍学写真プロセスまたは静電記録プロセ
スを用いて潜像保持体上に形成された静を潜像は、トナ
ーと呼はねる着色微粒子によって現像さねる。トナーは
１通常、静′亀潜像を形成する電荷とは逆極性に摩擦帯
電されて使用されるため、ギヤ１１アと呼ばわるトナー
よりは粒径の大きな粒子と混合されて使用される。キャ
リアとしては、以前には樹脂やガラスビーズムどが使用
されていたか、今日では、その現像位置への搬送が簡便
な鉄粉などの磁性キャリアが多（使用されてい°る。＠
性キャリアとトナーの混合からなる現像粉は、現像容器
内で混合攪拌さね５両者が互に摩擦帯電して１粒径の小
さなトナーが粒径の大きなキャリアの周りに付着する。

このような状態のキャリアを、磁石を内蔵した非磁性の
籾、像スリーブに供給すると、キャリアか磁石の磁気力
によって吸引されるので、トナーとともに現像スリー１
１表面に吸着さね、現像スリーブの回転に伴って現像位
置へ搬送される。現像位置においては、潜像保持体上の
潜像電荷とは逆極性のトナーのみが、潜像に静電的に吸
着さね、潜像の可視化が行なわねる。

視像後の現像粉は、スクレーバのような掻き取り部材に
よって強制的に掻き取られ、またはその位置に磁極を配
置しないことによる磁界の拘束から脱して現像容器内に
回収される。

このような回収現像粉は、現像によってトナーの大部分
が失わわたキャリアを主体とするものなので、失わまた
トナーに相当する量の追加トナーを現像容器内に補給す
る必要があり、こわをしないと現像粉中のトナー濃度か
低下して現像画像の低下をもたらす。また、竹しく追加
されたトナーは未だ帯電されていないので、こわを現像
容器内のキャリアと良く混合攪拌して帯電させたけねば
ならない。さらに、潜像パターンによってトナーの消費
される割合が現像スリーブ軸方向において部分的に異な
るので、現像スリーブ軸方向においてトナー濃度か均一
になるようニ、税像容器内の現像粉を十分に混合攪拌し
なけねはならない。このように現像容器内の現像粉の混
合撹拌は、トナーを十分に摩擦帯電させ、かつトナー濃
度を容器内で均一に分布させろ重要な役割を持ってふり
。

いずわの一方が勝っていても好ましくなく、両者がとも
に十分に満足させら灼なけわばならない。

このような現像粉の混合攪拌は、通常の現像装置におい
てはオーガまたはパドルホイールのような羽根車または
螺旋コイルによって行なわわろ。

こわらの混合攪拌部材は、同時に現像粉搬送ｍ能を持っ
ており、現像粉を搬送しなから現像粉の混合攪拌を行な
う。オーガを備えた現像装置の例として１％開餡５２−
４２７３６号公祿に記載された装動がある。これは、現
像スリーブの下方にこＦｌ、に平行に配置さｈたサプラ
イ方−ガと、このサプライ方−ガの側方にこわに平行に
記動されたりターンオーガとを備え、現像スリーブから
除去さ第１た現像粉をサプライオーガにより、その側端
部に設けられた牙１転換室に排出し、この排出された現
像粉を今度はリターンオーガによって、その反対側陥部
に設けらねた第２転俣室に排出し、この排出さまた現像
粉を、今度はさらにサプライオーガによって現像室に搬
送し、そこから現像スリーブ表面へ供給するようになっ
ている。このようにこの装置においては、互に反対方向
に現像粉を搬送する二本のオーガによって現像粉の十分
な攪拌混合が行なわれ、トナーの帯電および睨博スリー
ブ軸方向のトナー濃度の均一化において、十分に満足す
る結果が傷らｈる。しかしながら、方−ガによって現像
粉を搬送するためには、オーガとその周囲の壁面との間
の間隔を狭くして、すなわち現像粉の逃は空間を設ける
ことができないので、現像粉には常に余分なストレスか
加えらねることになり、現像粉の疲労を早めることにな
る。このようなストレスを現像粉に与えないようにする
ためには、現像粉の逃げ空間を十分にとらなければなら
ないか、このようにすると現像粉の混合撹拌および搬送
が不十分になるジレンマがある。

一方、パドルホイールを使用する現像装置の例として、
　％開昭５５−４１４６０号公報に記載された装置゛が
ある。そこに使用さねているパドルホイールはパケット
型で、断面凹形の複数の樋を、両端部の回転円板に等間
隔でかけ渡して形成さねており、その中には、こねと同
軸的にトナー輸送管が静止的に配置さね、さらにそのト
ナー輸送管の中に、パケットホイールと同軸的に回転す
る螺旋コイルが配置されている。現像スリーブから除去
さねた現像粉は、その下方に配置さねた別の小型パドル
ホイールによって他の現像粉と混合攪拌された後、その
一部がパケットホイールに汲み上げられて現像スリーブ
に供給され、他の一部はパケットホイールの６樋の下部
に設けられた反らせ板によって現像スリーブ軸方向に搬
送され、その一方の端部から輸送管に入って、その内部
の螺旋コイルによって他方の端部へ搬送さね、そこから
再び現像容器底部に放出されて現像容器内を循環する。

このように、この装置においては、現像スリーブから除
去さねた現像後の現像粉の一部が、その軸方向に撹散さ
れないまま直ちにパケットホイールに汲み上げられて現
像に供せられることがあるので、現像画像の濃度むらを
発生させることがあり。

またパケットホイールに汲み上げら釣る現像粉は。

全体量のほんの僅かであり、大部分の現像粉はパケット
ホイールに設けらねた反らせ板によって現像スリーブ軸
力向に搬送されるので、パケットホイールを回転させる
ためのトルクか非常に大きなものとなり、こわにより現
像粉に余分なストレスが加わり、その疲労を早めること
になる。

このように、従来の磁気ブラシ現像装置においては、現
像粉の十分な混合攪拌によって現像粉の疲労という好ま
しくない現象が発生していた。

この発明による磁気ブラシ現像装置は、現像容器内の現
像粉を混合攪拌するためのその長手方向に開口を有する
中空の回転可能な攪拌部材と、この攪拌部材の外周に設
けらねて、その長手方向に羽根を有する回転可能な現像
粉汲上部材と、この汲上部材に平行に配置されて、この
汲上部材から現像粉を受は取って潜像保持体上の静電潜
像を現像するための内部に磁石を収容した回転可能な現
・　像スリーブと、この現像スリーブに平行に配置さね
て、この現像スリーブから除去された現像後の現像粉を
受は取るための第１搬送ｓ相と、この）・１ｍ込部材の
一力の端部に配置さねて、こねによって送られてきた現
像粉の排出を受けるための転換室と、この転換室の下部
に配置さねて、排出さｔｌだ現像粉を上記汲上部材の内
部に送り込むための才２搬送部材とを含む。

この発明の好ましい実施例においては、Ｍ打部ｖＪは、
その外周面（パドル乞一体的に有し、その内周面ＶＣ睨
１１粉搬送用螺旋コイルまたは突起を有するパドルホイ
ールであり、矛１搬送部材は搬送ベルトであり、転換室
には、その上部にトナー補結装置か、その内部にトナー
＃度センサーがそねそれ備えらねており、〕・２搬送部
材は、パドルホイールの端部に届く搬送オーガまたはス
クリューで、パドルホイールの支持軸と同軸的に設はう
ｈている。

現像スリーブから除去さねた現像後の現像粉は。

現像スリーブと平行に配置された搬送ベルトによって現
像スリーブ軸方向端部に向かって搬送さね。

その端部から転換室に排出さね、その下部に配置さねた
搬送スクリューによって中仝パドルホイール内部に送り
込まね、パドルホイールの回転とその内周面に形成さハ
た螺旋コイルまたは突起によって十分な混合撹拌と搬送
を受け、その長手方向に形成さまた開口から順次現像容
器内底部に排出さね、そしてパドルにすくい上げら１、
再び現像スリーブに供給される。

この発明における中空攪拌部材内部における現像粉の混
合撹拌は、この技術の分野において現像粉を製造すると
きに使用するボールミル撹拌と同様になり、現像粉の逃
げ空間自由度も大きく、現像粉をストレスを与えること
なく均一に攪拌して。

新しく補給されたトナーに対しても十分−な帯電量を与
えることができる。

したがって、この発明の目的は、トナーと磁性キャリア
とを含む現像粉を使用して潜像保持体上の静電潜像ケ規
像するための改良さねた磁気ブラシ現像装置を提供する
ことにある。

この発明のその上の目的は、トナーを十分に摩擦帯電さ
せるとともにトナー濃度分布を現像スリーブ軸力向に均
−Ｇτさせ、しかもストレスを与えずに現像粉を攪拌混
合することのできる中空攪拌部材を含む上記現像゛装置
を提供することにある。

この発明のこねらの目的および他の目的は１図面を参照
した以下の説明からさらに明らかになる。

矛１図には、この発明による磁気ブラン現像装置の一例
か概略的に示さｉｔている。現像容器１の下部は、現像
粉撹拌兼汲上部材であるパドルホイール２の久形にほぼ
沿う形をしており、パドルホイール２の上方に、非磁性
の現像スリーブ３が感光体ドラム４に近接して配置さ１
．ている。こねらの回転体は、互に平行に関係づけられ
ている。パドルホイール２は、この図が示された紙面に
垂直な方向に長い攪拌部材である中空円筒５を含み、そ
の外周面には、その軸方向に沿って汲上部材である多数
のパドル６が等間円に設けられている。

現像容器ｌ内の現像粉７は、この反時計回り方向に回転
するパドルホイール２によって汲み上げらね、その上方
で時計回り方向に回転するＩｔ　１１スリーブ３に移し
取らねろ。現像スリーブ３の中には複数の磁石８が静止
的に収容さねており、この磁石８の磁気吸引力によって
、パドルホイール２から現像粉７が現像スリーブ３へ移
し取られる。−万、反時計回り方向に回転する感光体ド
ラム４の周辺には、図示されない帯電器および露光装置
が配置されていて、こねらによってその表面に複写すべ
き原稿に対応する静電潜像が形成されている。

この静電潜像は、現像スリーブ３内の磁石８ａ　　によ
って穂立てされた現像粉による磁気ブラ°シによって擦
らね、磁気ブラシ中の潜像電荷とは逆極ｔｇｈに帝′亀
さねたトナーが静電潜像に吸着されることにより現像が
行なわわる。現像後び）現像粉は、現像スリーブ３表面
に先端か近接するスクレーパ９によって現像スリーブ表
面から掻き取られ、牙１搬送部材である搬送ベルト１０
の上に落下する。搬送ベルト１０は、現像スリーブ３と
平行に、かつスクレーパ９から落下する現像粉を受ける
に十分なその長さ方向の領域を有する。スクレーパ９か
ら落下する現像粉は、ベル）１０の幅方向には、その内
側から多少落ちて、現像客器１内底部に直接回収さねて
もよい。

搬送ベルト１０は、Ａ・２図に示すように、現像スリー
ブの長手方向の両端部において二つのスプロケット１１
σ）間に掛は渡されており、右側１のスプロケソＨ１か
動力の伝達を受けて反時計回り方向に駆動さねろことに
より、図において矢印方向に駆動される。符号１２は、
搬込ベルト１０σ）上部走行面の下部を支持するための
部材で、現像スリーブから掻き取らねた現像粉は、この
上部走行面に落下して左方向に搬送される。この搬送ベ
ルト】０は。

ステンレス等の金属薄板をベルト状に形成したものであ
るか、ポリエステル等の樹脂材料であってもよ＜　、　
、Ｎ’　３図および第４図に示すように、その両側端部
に等間隔の一連の穴１３が設けらねていて。

この穴１３にスプロケット１１の歯が噛み合うようにな
っている。スプロケット１１の回転軸１４は、その一方
を現像容器ｌの壁面に他方を別の側板１５に、そわぞね
軸受１６を介して回転可能に支持されている。搬込ベル
ＮＯの内１μｍ１には、末広がりの現像粉案内板１７か
その長手方向ＶＣＧりて設けらねており、ベルト両端部
の穴１３を通った現像粉が、ベルトの下部走行面内側に
こほわ落ちてこわを汚さないようにしである。また、多
少落ちたとしても、このベルトはスプロケット駆動なの
で、ベルトのスリップは生じない。

このようにして２搬送ベルトｌＯにより搬送された現像
粉は、Ａ・２図に示すように、その上部走行力向端部か
ら案内板１８上を流下して、現像容器ｌの外側に設けら
ねた転換ＸｔＣ＋に排出さね、現像スリーブ軸方向にお
いてむらのあったトナー濃度分布か均一にされる。した
かって、案内板１８の下部にトナー＊ｉセンサー２６を
設けておけは、＃度むらの影響を受けない頁のトナー濃
度を検出することができる。このトナー濃度センサー２
ｏとしては。

公知の光電検知式または透磁率検知式またはインターフ
タンス検知式等のものが使用できる。このトナー濃度セ
ンサー２ｏの検出信号に基づいて、転換室１９の上部に
配置さゎたトナー補給装置のトナータンク２１カら、適
宜新しいトナーが補給さゎ−（現像容器内の現像粉色ト
ナー濃度が一定に保たゎる。

このような転換室１９の上部にトナータンク２１を配置
することにより、トナータンク２１を小型にできるとと
もに、補給む°らを防止することができる。

転換室１９の底部に落下した現像粉は、今度は矛２搬送
部材である搬送オーガまたはスクリュー２２によって、
攪拌兼汲上部材である中空パドルホイール２の内部に送
り込まねる。搬送スクリュー２２は、転換室１９の底部
からパドルホイール２のこねに近陵する側の端部まで延
びており、そのパドルホイール１１１１１の周囲は環状
壁面２３によって覆ゎゎている。搬送スクリュー２２は
、パドルホイール２の支持４４ｉ１２４ｖｃ固着さね、
支持軸２４は、一端を転換室１９　　の壁面に支持され
、他端を現像容器１の外側の側板２５Ｖｃ軸受２６を介
して支持さゎている。この支持軸２４の他端には駆動ギ
ヤ２７が固着さねてぃて、これが他から動力の伝達を受
けることにより、搬込スフ＋Ｊ、−２２が回転し、転換
室内の現像粉をパドルホイール２内に送り込む。

一方、中空のパドルホイール２は、その転換室１９　　
側の一端を、エンドディスク２８および軸受２９を介し
て搬送スクリュー２２のための環状壁面２３の端部に回
転可能に取付けらり、他方の端部な、別のエンドディス
ク３０および軸受３１を介して現像容器ｌの壁面に回転
可能に似付けられている。この他方のエンドディスク３
ｏのボス部には別の駆動ギヤ３２が固着され、これが他
がら動力の伝達を受けることによりパドルホイール２が
支持軸２４の回りに回転する。

パドルホイール２の中空円筒５の内周面には。

その軸方向に螺旋コイル３３が取付けらねているので、
または矛５図に示すような螺旋突起３４が絞り加工によ
り打出されているので、パドルホイール２内に送り込ま
ねた現像粉は、パドルホイール２の回転と、この螺旋コ
イル３３または突起３４またはられるボールミル内の攪
拌と同様な攪拌を受ける。

この撹拌においては、現像粉の逃げ空間自由度が大きい
ので、現像粉に余分なストレスを与えることがなく十分
に混合されるので、新しく補給さゎた無帯電トナーの帯
電も十分に行なわネ、トナー濃度分布の均一化も十分に
図れる。このパドルホイール２の中空円筒５の外周面に
は、〕・６図またはオフ図に示すような軸方向Ｋ　Ｇ　
５矩形の連続する開口３５または飛び飛びの円形の開口
３６が設けられているので、パドルホイール２内の現像
粉は。

この攪拌搬送作用を受けつり、こねらの開口から少しず
つ現像容器ｌ内底部に落下してゆく。こ４ら開口の大き
さ゛や位置１個数等は、使用する現像装置の能力、大き
さ、構成等によって最も適したものが忽択される。この
ようにして、パ、ドルホイール２の開口から現像容器１
内底部に落下した現像粉は、Ｎ’　１図に示すように１
回転するパドルホイール２の各パドル６によって汲み上
げら名、再び現像スリーブ３に吸着されて感光体ドラム
４上の静電潜像の現像に供せらする。

この実施例におけるパドルホイールの別の利点は、その
内部から現像容器内底部へ放出される現像粉の量が、現
像容器内底部に残留する均像粉量によって自動的に副側
ｌさねることである。すなわち、矛８図に示すように、
パドルホイールの中空円筒５に設けらねる開口が図示の
三箇所３５ａ　ｍ’−３５ｂ　、　３５ｃである場合に
むいて、現像容器１内底部に残留する現像粉７のレベル
が、最下位に位置する開口３５ａよりも上であってその
上に位置する開口３５ｂよりも下の場合、かつ中空円筒
５内の現像粉レベルが開口３５ｃの位置よりも下の場合
、中空円筒５内の現像粉は、開口３５ｂの位置からのみ
埃像容器ｌ内底世に放出される。一方、矛９図のように
、現像容器１内底部の現像粉７のレベルが最下位の一口
３５ａよりも下の場合は、中空円筒５内の現像粉は、開
口３５ａからもおよび開口３５ｂからも放出される。し
たがって、この￥施例におけるパドルホイールは、その
内部の現像粉を、現像容器１内底部の現像粉残量か多い
場合にはより少なく放出し、少ない場合にはより多く放
出す歪よう罠自己制御する。こねにより、現像容器１内
底部の現像粉量は常に一定に保たれるので、その量を現
像に必要な適切な量に定めれば、余分な現像粉を汲み上
げることによる現像粉へ与えるストレスの増加および駆
動トルクの増加を防ぐことができる。一般に汲み上げ部
材としてのパドルホイールの使用は、マグネ゛ソトロー
ルのそわよりもコストが低く、設計余裕度も太きいが、
その反面、現像粉へのストレスおよび駆動トルクが大き
くなり。

実用上には問題を残していたか、この発明によりこれが
兄事に解決された。

第１０図および第１１図は、この発明の別の実施例を概
略的に示しており、前記実施例とは異なるのは、３・１
搬送部材として搬送ベルトの代りに搬送スタリ゛ニー３
７を使用していることである。搬送スフＩＪ、Ｍ−３７
は、その下半分を環状壁面３８に覆わわて、現像スリー
ブからの現像粉を転換室１９へ送るように回転させら４
る。搬送スクリュー３７の使用は、搬送ベルトの使用に
比べて現像粉に与えるストレスの点では劣っているが、
コスト的に優わている。したがって、現像粉に与えるス
トレスをなるべく軽減するように、環状壁面３８の一部
に小さな開口３９を設けてここから現像粉を逃がすよう
にすわば、その使用は十分価値あるものとなる。開口３
９から落ちた現像粉は、そのまま現像容器１内底部に回
収される。

この発明による現像装置は、公知技術および上記記載に
てらして種々に変形することができる。

例えば、第２搬送部材はノくドルホイールの奥まで延長
されていて、その途中において現像粉を徐々にパドルホ
イール内に放出するようにしてもよい。

このようにすわば、パドルホイール内部の搬送用螺旋コ
イルまたは突起は必ずしも必要なくなる。

また、第２搬送部材を落差を利用した傾斜板で構成し文
もよい。また、パドルホイールを、攪拌部材としての中
空円筒とその外側の汲上部材としてのパドルとに別々に
構成して、゛そねぞわを独立に回転させてもよい。さら
に平板なパドルの代りに。

現像粉汲み上げ可能な種々の形状の羽根を使用すること
かできる。また、現像スリーブの真下にパドルホイール
を位置させる必要は必すしもなく、要は、汲上部材によ
って現像粉が現像スリーブへ供給される構成であわばよ
い。また、現像スリーブは一本でなく複数本便用しても
よい。その他。

特許請求の範囲に記載したこの発明の精神および範囲内
のすべての変形は、この発明に含まわるものである。

【図面の簡単な説明】

１・１図は、この発明により磁気ブラシ現像装置の一例
を示す概略横断面図、 オ・２図は、１・１図に示す磁気ブラシ現像装置の概略
縦面図。 オ・３図は、第１図に示す磁気ブラシ現像装置における
ｉｌ搬送部材である搬送ベルトの概略横断面図。 第４図は、上記搬送ベルトの部分平面図。 第５図は、この発明における攪拌部材内周面に形成され
る蝉旋突起の例を示す図。 ３・６図は、この発明における攪拌部材外周面に形成さ
れる開口の例を示す図、 オフ図は、この発明における拉拌部材外周面に形成・さ
れる開口の別の例を示す図、 １・８図は、この発明におけろ攪拌部材による現像粉放
出の様子を示す図、 才９図は、この発明における攪拌部材による現像粉放出
の別の様子を示す図。 第１０図は、この発明による磁気ブラシ現像装置の別の
例を示す概略横断面図、 才１１図は、Ｎ’ＩＯ図に示す磁気ブラシ現像装置の概
略縦断面図′である。 １・・・現像容器、２・・・パドルホイール、３・・・
現像スリーブ、４・・・感光体ドラム、５・・・攪拌部
材、６カ　イ　■ ６８　目　　　　／Ｐ７９　　国 情　５　Ｍ 布　Ｇ１１Ｂ 怖　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トナーと磁性キャリアとを含む現像粉を使用してａ
   像保持体上の静電潜像を現像するための磁気ブラシ税像
   装置であって。 現像容器内の現像粉を混合攪拌するたあのその長手方向
   に開口を有する中空の回転可能な攪拌部材と。 前記攪拌部材の夕【周に設けられて、その長手方向に羽
   根を有する回転可能な現像粉汲上部材と。 ｎ’ｉｌ記汲上部材に平行に配置されて、前記汲上部材
   から机塚粉を受は取って、層像保持体上の静亀潜１象を
   現像するための内部′Ｌ＠石を収容した凹１私可能な現
   像スリーブと。 ｎ・ｊ記玩像スリーブに十行罠配置さねて、前記現像ス
   リーブから除去された現像後の現１象粉を。 受：す取ろ第１搬込部材と。 明記Ｊ１１搬込＆１材の一方のＡ部に配置されて。 こわによって送らねできた現像粉の排出を受ける転侠室
   と。 前記転換室の下部に配置さねて、前記現像粉を前記中窒
   纜拌部材の内部に送り込む第２搬送部材とを含む磁気ブ
   ラシ現像装置。 ２、　　ｉＪ記汲上部材か、前記攪拌部材の外周面（（
   一体重に設けられたパドルである特許請求の範囲第１項
   肥載の現像装置。 ３　前記攪拌部Ｖが、その内周面に長手方向に沿う現塚
   粉搬送用螺旋コイルまたは突起を有する特許請求の節四
   第１項記載の現像装置。 ４、前記第１搬込部材が搬送ベルトである％許請求の範
   囲矛１項記載の現像装置。 ５　前記転換室の上部に設けらｌたトナー補給装置を含
   む特許請求σ′）範囲矛１項記載の現像装置。 ６　前記転換室の内部に設けらねたトナー濃度センサー
   を含む特許請求の範囲、ｔ′１項記載の玩像装＊。 ７　前記第２搬込ん材が、前記撹打１ｐ】端部内に届く
   搬込スクリ５−である特許請求の範囲矛１項記載の現像
   装置。 ８．　前記搬送スクリュー、が、前記攪拌部材の支持軸
   と同軸的に設けられる特許請求の範囲オフ項記載の現像
   装置。